JP2013181998A - トナー補給装置及びこれを装着した画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナー補給部を小型化し、トナーボトルを交換した後のトナー補給動作に伴って、トナー溢れを起こすことなくトナーボトルのＩＤを読み取る。
【解決手段】トナーボトル３から供給されるトナーが充填される容器の大きさを、ＩＤパターンの読み取り開始位置から読取完了位置までトナーボトル３を回転させたときに供給される最大のトナー供給量に対応した容量とする。そして、制御手段は、トナー補給処理と、トナーボトルのＩＤパターン読み取り処理とを同時に実行するときに、トナーが充填される容器の容量以上にトナーが供給されることを防止するように制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、使用状態にセットされたトナーボトルから、そのトナーボトルの固有情報の読み取りを行えるようにしたトナー補給装置及びこれを装着した画像形成装置に関する。

近年、効率化のために画像形成装置をネットワークで接続し、消耗品の交換情報を自動送信することで交換用の消耗品をユーザ先に自動発送するシステムが提案されている。このシステムでは、消耗品の使用状況の判別を、新しい消耗品を装着したかどうかで判別している。

このようなシステムを構成するための画像形成装置で用いられる、消耗品に個別情報を付与してその情報を読み取る方法が提案されている。例えば、トナーボトルを回転させてトナーを補給する一方、これとは逆方向に回転させてトナーボトルに担持されている固有情報（バーコード）を読み取る構成が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００５−３４５７７３号公報

しかしながら、特許文献１の構成では、トナーボトルの固有情報の読み取りが完了するまでトナー補給が行えずトナーの供給が遅れてしまう虞がある。そこで、トナーボトルをトナーの補給動作方向に回転させて外周面のバーコードの読み取りを行うように構成することが考えられる。

しかし、このように構成した場合には、バーコード等の固有情報を読み取るために回転させることによって、通常時の補給量に比べてトナー補給量が多くなる場合がある。例えば、バーコード等の固有情報の読み取りによる回転量が通常のトナー補給時の回転量より多い場合には、余分なトナーが補給されて、トナー補給部にトナーが溢れてしまう。このようになった場合には、トナーボトルを回転させた際又はトナーボトルを出し入れした再に、トナー補給部で溢れているトナーが画像形成装置内に飛散する虞があった。

また、このような画像形成装置では、トナー補給機構の部分を小型化する要望が強い。しかしながら、バーコード等の固有情報の読み取りのために過剰に補給されるトナーを蓄積できるよう、トナー補給部の蓄積許容量を大きく構成すると、小型化の要望に反するという問題がある。

そこで、本発明は、トナー補給機構の小型化を図るとともに、トナー溢れを起こすことなくトナーボトルのＩＤを読み取ることを可能にした、画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のトナー補給装置は、トナーを収容したトナーボトルを回転させてトナーの供給を行う駆動手段と、前記トナーボトルが回転する際に、前記トナーボトルの外周に配置された固有情報を読み取る読取手段と、前記トナーボトルから供給されたトナーが蓄積される蓄積手段と、前記蓄積手段に蓄積されたトナーが所定量以下になったことを検知する検知手段と、前記検知手段により前記蓄積手段に蓄積されたトナーが前記所定量以下になったことが検知されたことに応じて、前記駆動手段を駆動して前記トナーボトルを回転させながら前記固有情報を前記読取手段に読み取らせる制御手段と、を有し、前記蓄積手段は、下記式の条件を満たすように構成されることを特徴とする。
Ｖｈｍａｘ≦Ｖｓ＜Ｖｒｍａｘ
（Ｖｓは、前記蓄積手段に蓄積されたトナーが前記所定量以下になったことを前記検知手段により検知されるレベルから、前記蓄積手段にトナー漏れを起こさずに受入可能なトナーの最大量である。
Ｖｈｍａｘは、前記読取手段による前記固有情報の読み取り開始位置から読取完了位置まで前記トナーボトルが回転したときに、前記蓄積手段に供給される最大トナー量である。
Ｖｒｍａｘは、前記トナーボトルが１回転するのに加え、前記固有情報の読み取り開始位置から読取完了位置まで回転したときに、前記蓄積手段に供給される最大トナー量である。）

本発明によれば、トナー補給機構の小型化を図るとともに、トナー溢れを起こすことなくトナーボトルのＩＤを読み取ることが可能となる。

本発明の実施の形態に係る電子写真方式を用いた４色カラーの画像形成装置を示す概略構成説明図である。 本実施の形態に係る画像形成装置におけるトナー補給部を取り出して示す断面図及び要部拡大断面図である。 本実施の形態に係る画像形成装置におけるトナー補給部を取り出して示す斜視図である。 本実施の形態に係る画像形成装置におけるプロセスカートリッジの断面図である。 (ａ)(ｂ)は、本実施の形態に係る画像形成装置におけるトナーボトル検知部の概略構成説明図である。 本実施の形態に係る画像形成装置のプロセスカートリッジに取付られるバーコードを取り出して示す正面図である。 本実施の形態に係る画像形成装置におけるトナーボトル検知制御時の補給トナー量の状態を例示するグラフである。 本実施の形態に係る画像形成装置のトナー補給部におけるトナー量の状態を示す模式図である。 本実施の形態に係る画像形成装置の制御系を示すブロック図である。 本実施の形態に係る画像形成装置におけるトナーボトル検知制御の手順を示すフローチャートである。

＜画像形成装置について＞
以下、本発明の第１実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本第１実施の形態に係る電子写真方式を用いた４色カラーの画像形成装置を示す概略構成説明図であり、６０は、画像形成装置の本体である。この画像形成装置６０は、４色の画像形成部を中間転写ベルト上に並べて配置した、いわゆる中間転写タンデム方式の画像形成装置として構成されている。

この画像形成装置６０では、次のようにして画像形成を行う。まず、この画像形成装置６０では、印字データに基づいて露光装置５０（５０ｙ、５０ｍ、５０ｃ、５０ｂｋ）で感光ドラム１７（１７ｙ、１７ｍ、１７ｃ、１７ｂｋ）上に静電潜像を形成する。そして、この画像形成装置６０では、形成した静電潜像を現像装置２１（２１ｙ、２１ｍ、２１ｃ、２１ｂｋ）で現像してトナー像を形成する。

この画像形成装置６０では、トナー像を、一次転写装置６０（６０ｙ、６０ｍ、６０ｃ、６０ｂｋ）により中間転写体６２上に転写し、２次転写部６４（６４ａ、６４ｂ）で給紙装置６３から供給されたシート材Ｓ上に転写する。次に、この画像形成装置６０では、シートＳ上に転写されたトナー像を、定着手段６８によりシート材Ｓに定着させた後、排紙トレイ７０上に排出する。

また、この画像形成装置６０では、現像装置２１でトナー像を形成するが、現像装置２１へトナー供給を行うため、着脱可能なトナーボトル３（３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂｋ）を利用する。

この画像形成装置６０では、トナーの蓄積手段としてのホッパ部１（１ｙ、１ｍ、１ｃ、１ｋ）（図２に図示）にトナーが供給され、次にホッパ部１に形成された排出口１１を介して現像装置２１へ供給されるよう構成されている。

＜トナーボトルからホッパ部へのトナー補給処理の動作について＞
次に、この画像形成装置におけるトナーボトルからホッパ部にトナー補給を行うトナー補給部について、図２を参照して説明する。

このトナー補給部に配置されるトナーボトル３は、トナーの収容室を形成する筒部３ｂとトナー排出口５を有する筒部３ａを備える。このトナーボトル３は、筒部３ａの内周面にスパイラル状の突起６が設けられており、トナーボトルの回転によって内部に収容したトナーをトナー排出口５の方向に搬送するように構成されている。筒部３ｂ端末部には、トナーボトル３からトナーが漏れないように閉じるためのキャップ部材７（シール部７ｂ）が、開閉可能に取付けられている。

一方、トナー補給部におけるホッパ部１の筒部３ａ側には、キャップ部材７の移動機構８が配設されている。このトナー補給部のホッパ部１は、トナーボトル３が所定位置に装着されるとボトル駆動モータ９の第１の回転方向の回転によって移動機構８のチャック部８ａが矢印Ａ方向に往復移動してキャップ部材７の嵌合部７ａと嵌合する。この動作により、キャップ部材７は、トナー供給口２とトナー排出口５が連通する位置まで移動する。

このキャップ部材７と移動機構８とは、嵌合した状態で一体的に、制御部に制御されたボトル駆動モータによって回転駆動され、トナー供給用の回転方向に所要角度だけ回転動作されるように構成されている。この移動機構８は、ボトル駆動モータが第１の回転方向と逆の第２の回転方向（トナー供給用の回転方向）に回転駆動したときに、トナーボトル３に収容されているトナーをトナー排出口５の方向に搬送するように構成されている。

このように構成されているトナーボトル３は、回転駆動されることによりボトル内に収納したトナーを、トナーボトル３の内周面に配置したスパイラル状の突起６によってねじ送り移動させて、排出口５より排出させる。このトナーボトル３のトナー搬出動作により、トナー供給口２から漸次ホッパ部１へトナーが補給される。

このホッパ部１は、トナーボトル３から補給されたトナーを蓄積し、かつ現像装置２１にトナーを補給するトナー搬送装置として構成されている。また、このホッパ部１には、トナーレベルセンサ１０が配置されておりトナー供給口２のトナー量を所定量に維持する制御に利用されている。

＜ホッパ部から現像装置へのトナー補給について＞
次に図３のプロセスカートリッジ２０の概略斜視図及び図４のプロセスカートリッジ２０の断面図を参照してホッパ部１から現像装置２１へのトナー補給について説明する。

このホッパ部１に補給されたトナーは、図２に示すホッパ部１の排出口１１に連通するように接続される図３に示すプロセスカートリッジ２０における現像装置２１の補給口１２を通じて供給される。

このプロセスカートリッジ２０は、図４の断面図に示すように、ドラムカートリッジ２２及び現像カートリッジ２１で構成されている。プロセスカートリッジ２０のトナー補給口１２に供給されたトナーは、トナー搬送スクリュー１３、１４、１５で搬送循環されながら潜像担持体である感光ドラム１７と対向する現像ローラ１６に供給されるようになっている。

＜トナーボトル上のバーコード構成と読取動作について＞
次に、この画像形成装置に装着される、トナーボトル３に設けられたバーコードラベル３１の読取を行うためのトナーボトル検知部について、図５（ａ）の回転軸方向から見た概略側面図及び図５（ｂ）の回転軸に直行する方向から見た正面図を参照して説明する。

このトナーボトル３は円筒状に形成されていて、画像形成装置に配置されたボトル駆動モータ９により矢印Ｗｄ方向に回転し、内周面部に突設されたスパイラル状の突起６により、トナーを排出口５方向に搬送して排出する。

このトナーボトル３の外周部には、回転方向に沿って１次元バーコードラベル３１が貼着されている。この１次元バーコードラベル３１上のバーコード情報は、トナーボトル３の固有番号と、トナーボトル３の周方向の基準位置を示すパターンである基準マーク（ホームポジション）とから構成されている。

このバーコードラベル３１の長さＬは、図６に示すようにトナーボトル３の固有番号が刻印された長さＬｉｄの部分と、基準マークであるホームポジションを認識するためのパターンが刻印された長さＬｈｐの部分とからなる。

また、このバーコードラベル３１を読み取るため、トナーボトル３上の１次元バーコードラベル３１に対向する隣接位置には、ＩＤパターン検知センサ３０が、図示しないトナー補給装置の筐体等に固定して配置されている。このＩＤパターン検知センサ３０は、光を照射するＬＥＤからなる発光素子とホトトランジスタからなる受光素子とで構成される反射型読取手段として構成されている。すなわち、ＩＤパターンを読み取る読み取り手段としてのＩＤパターン検知センサ３０は、発光素子から発光された光をバーコードパターン面に反射させその反射光を受光素子にて検出する反射型センサとして構成されている。

さらに、このＩＤパターン検知センサ３０は、ＬＥＤの光量が、予めバーコードの白色部と黒色部の出力差が所定値以上になるよう補正がかけられている。従ってバーコードのバーのエッジを読み込んでバーの幅と白黒の組合せのパターンを確実に読み取ることができる。

このように構成されたトナーボトル検知部では、トナーボトル３を装着した後のトナー補給処理の動作に連動して、ＩＤパターン読み取り処理であるバーコード情報の読み取り動作が行われる。このＩＤパターン読み取り処理の動作では、トナーボトル３がトナー補給動作で回転すると、ＩＤパターン検知センサ３０により図６に一点鎖線の矢印Ｃで示すように走査が行われて一次元のバーコード情報が読み取られる。

このトナーボトル検知部では、上述のようにして、ＩＤパターン検知センサ３０でバーコードラベル３１を読み取ることにより、トナーボトル３の固有ＩＤ及び回転方向のホームポジションの両方を検出することができる。なお、後述するように、バーコードラベル３１の固有パターンの読取動作は、ホームポジションン位置からトナーボトル３の補給動作を開始した時にのみ実施するよう制御部で制御する。

＜トナーボトルのバーコード読取時補給量とホッパ部の蓄積量の関係について＞
次に、トナーボトル３のバーコードラベル３１の読取動作の際に、ホッパ部１のトナー蓄積部からトナーが溢れ出さないようにするための構成について説明する。まず、図６に示すバーコードラベル３１の構成において、バーコードラベル３１の読み取りの際にトナーボトル３から排出されるトナー量と、ホッパ部１のトナー蓄積容量の関係について図７及び図８を参照して説明する。

図８に示すように、ホッパ部１では、トナーレベルセンサ１０がトナー無し状態を検知するトナー無検知レベルから、ホッパ部１が受入れ可能な最大トナー量レベルまでの容積を、最大蓄積量となる受入可能トナー量Ｖｓとする。

すなわち、Ｖｓは、ホッパ部１に蓄積されたトナーが所定量以下になったことをトナーレベルセンサ１０により検知されるレベルから、ホッパ部１にトナー漏れを起こさずに受入可能なトナーの最大量となる。

ここで、本実施の形態では、ホッパ部１における、トナーレベルセンサ１０がトナー無し状態を検知するときのトナー無検知レベルより上側に当たる受入可能トナー量Ｖｓの容量を有する容器部分の小型化を図るものである。

また、本実施の形態では、トナーボトル３のバーコードラベル３１の読取動作の際にトナーボトル３から供給されるトナー量を、図７に示す、補給されるトナー量の計測結果の推移を示すグラフから求める。

図７は、トナーが満タンのトナーボトル３を装着し、トナーボトルの１次元バーコードラベル３１の読み取り動作を繰り返したときの、各読み取り動作時にホッパ部１に補給されるトナー量の計測結果の推移を示すグラフである。すなわち、この各読み取り動作時にホッパ部１に補給されるトナー量は、トナーボトル３をバーコードラベル３１のホームポジションから読取り動作を完了するまで回転させた時のトナー補給量となる。

この図７のグラフから、満タンのトナーボトル３を装着した直後からトナーボトルの１次元バーコードラベル３１の読み取り動作を数回繰り返した時点で、トナー補給量が最大となることが理解される。この図７のグラフでは、１回毎のトナーボトルの１次元バーコードラベル３１の読み取り動作を行ったときにおけるトナー補給量が最大となる点を、最大トナー補給量Ｖｈｍａｘとする。

すなわち、Ｖｈｍａｘは、バーコードラベル３１の読取開始位置から読取完了位置までトナーボトル３が回転したときに、ホッパ部１へ供給される最大トナー量となる。

本実施の形態では、ホッパ部１の容積及びトナーレベルセンサ１０の検知位置、またバーコードラベル３１の長さＬを、トナーボトル３からのトナー補給量が常にＶｈｍａｘ≦Ｖｓ、の関係が成り立つ範囲で小型化して構成する。

ここで、Ｖｓは、ホッパ部１のトナー容器部分に配置したトナーレベルセンサ１０でトナー無し状態を検知するトナー無検知レベルから、このトナー容器部分にトナー漏れを起こさずに受入可能なトナーの最大量である。

このように、トナーボトル３からの補給量とホッパ部１の蓄積量を設定することで、バーコードラベル３１の１回の読取動作時に、トナーがホッパ部１から溢れ出さないようにすることが可能となる。

ここで、本実施の形態の画像形成装置では、ホッパ部１の容器におけるトナーレベルセンサ１０のトナー無検知レベル位置から上側部分の小型化を図るものである。このため、本実施の形態で最小化を図る場合には、ホッパ部１の容器部分における受入可能トナー量Ｖｓを、最大トナー補給量Ｖｈｍａｘにできるだけ近づけるように構成すれば良い。

＜トナー補給動作の制御構成について＞
次に、本実施の形態の画像形成装置に装着されたトナー補給装置に係る制御系の構成について、図９の制御系のブロック図を参照して説明する。

図９で、１００は、制御手段としてのＣＰＵであり、ＲＯＭ１０１に記憶されているプログラムに従って作動してトナーボトル３の回転又は挿抜動作のためにボトル駆動モータ９を制御する。このＣＰＵ１００は、挿抜動作時等の動作結果をユーザへ開示するために、表示部１０４の図示しない操作部上に表示させるための制御を行う。

図９で、１０２はＣＰＵ１００が使用するＲＡＭ１０３は不揮発性メモリである。このＣＰＵ１００は、前述したＩＤパターン検知センサ３０によって読み取られたトナーボトル３の固有ＩＤを、ＲＡＭ１０３に記憶させる。このとき、ＣＰＵ１００は、画像形成装置本体６０の以下の固有情報と関連づけして、ＲＡＭ１０３に記憶させる。ここで、画像形成装置本体６０の固有情報とは、具体的に言うと、トナーの色情報、新規読み込み日時、装着履歴、枚数カウンタ、機種又は機番及び仕向け情報等である。

また、ＣＰＵ１００は、トナーボトル３内にトナーが残っている使用中に取り出し、再度装着した場合（ボトルの固有ＩＤは既にメモリに記憶済の場合）に、装着履歴のみをカウントアップして上書きする。

図９に示すように、ＣＰＵ１００は、ＬＡＮインターフェース部１０５を介してＬＡＮ１０６、インターネット１０７、自動発送システムサーバ１０８と接続されている。そして、ＣＰＵ１００は、読み取ったトナーボトルのＩＤ情報及び本体情報を含むデータを適宜自動発送システムサーバ１０８に伝送し、トナーボトルの自動発送システムの利用に供されるようにする。

＜トナー補給動作制御について＞
次に、本実施の形態の画像形成装置において、トナーボトルを交換しながらトナーを継続的に供給できるようにＣＰＵ１００が実行する、トナーボトル管理処理の手順について、図１０のフローチャートを参照して説明する。

この画像形成装置本体６０では、この画像形成装置本体６０が使用場所に設置されたときからトナーボトル管理処理が開始される。そして、ＣＰＵ１００は、この画像形成装置６０におけるトナー補給部のホッパ部１内のトナーの残量が少なくなったことがトナーレベルセンサ１０で検知されると、トナーボトル３からトナーが供給されるように制御する。このため、ＣＰＵ１００は、ホッパ部１にトナーボトル３からトナーを供給するため、ボトル駆動モータ９を駆動して、トナーボトル３に収容されたトナーが供給口２に供給されるように、トナーボトル３を回転させる。

ここで、ＣＰＵ１００は、所定時間トナーボトル３に回転動作をさせてもトナーレベルセンサ１０でトナーが検知されない場合に、トナーボトル３が空となったため、新たなトナーボトル３と交換が必要と判断する。そして、ＣＰＵ１００は、新たなトナーボトル３と交換が必要と判断した場合に、表示部１０４に、トナーボトル３の交換を促す表示であるトナーボトル交換表示を行う。これと共に、ＣＰＵ１００は、トナーボトルの交換確認処理（トナーボトルのＩＤ読み取り処理）を開始させる。

このトナーボトルの交換確認処理が開始されるとＣＰＵ１００は、トナーボトル交換表示に従って操作／表示部１０４が操作されることによりトナーボトル３の取り出しが行われるまで待機する（ステップＳ１でＮＯ）。そして、ＣＰＵ１００は、トナーボトル３が取り外されたと判断すると（ステップＳ１でＹＥＳ）、トナーが充填されている新たなトナーボトル３が装着されるまで待機する（ステップＳ２でＮＯ）。

次に、ＣＰＵ１００は、ユーザ操作により、新たなトナーボトル３の装着操作（装着検知位置までの挿入）が行われ、ボトル装着検知センサ８０でトナーボトル３の装着検知を行う。このボトル装着検知センサ８０は、トナーボトル３が、トナー補給部に装着検知位置まで挿入されたことを、物理的又は光学的に検知するセンサ等として構成することができる。

そして、ＣＰＵ１００は、新たなトナーボトル３が装着されたことを検出した場合（ステップＳ２でＹＥＳ）に、キャップ部材７を図２に示す開放位置に移動させる方向にボトル駆動モータ９を駆動させる（ステップＳ３）。なお、ここで、キャップ部材７を図２に示す開放位置に移動させる方向とは、トナーボトルを回転させる方向と逆の回転方向である。

次に、ＣＰＵ１００は、トナーレベルセンサ１０のトナーレベル検知結果に基づいてトナー補給が必要となるまで、待機する（ステップＳ４でＮＯ）。そして、ＣＰＵ１００は、トナーレベルセンサ１０でトナー無しが検知された場合（ステップＳ４でＹＥＳ）に、ボトル駆動モータ９を駆動させてトナーボトル３の回転を開始する。これにより、トナーボトル３は、回転して収容されているトナーが供給口２に供給され、トナーがトナー補給部のホッパ部１に補給される（ステップＳ５）。

次に、ＣＰＵ１００は、ＩＤパターン検知センサ３０でトナーボトル３の外周面に貼り付けられたバーコードラベル３１の基準マークであるホームポジションＬｈｐを検出する。そして、バーコードラベル３１のホームポジションＬｈｐを検出した場合（ステップＳ６でＹＥＳ）には、その検知直後にトナーボトル３の回転動作を停止し（ステップＳ９）ステップＳ１０へ進む。ここで、ＣＰＵ１００は、読み取ったバーコードの検知結果と、ＲＡＭ１０２に予め格納されたバーコードのパターンとを比較することによって、ホームポジション部Ｌｈｐを検出したことを判断する。

ここで、ＣＰＵ１００は、ホームポジションが検出されないと判定した場合（ステップＳ６でＮＯ）には、ステップＳ７へ進み、トナーレベルセンサ１０のトナーレベル検知結果に基づいてトナーがあるかを判断する。そして、ＣＰＵ１００は、トナーが無いと判断した場合（ステップＳ７でＮＯ）に、ステップＳ５へ戻りトナーボトル３の回転を継続してトナーの補給を続ける。

また、ＣＰＵ１００は、トナーがあると判断した場合（ステップＳ７でＹＥＳ）に、ステップＳ８へ進んで、トナーボトル３の回転を停止させ、ステップＳ４へ戻る。

次に、ホームポジションＬｈｐが検出されトナーボトル３の回転動作が停止されてステップＳ１０へ進んだ場合に、ＣＰＵ１００は、トナーレベルセンサ１０でトナー無しが検知されるまで待機する（ステップＳ１０でＮＯ）。

次に、ＣＰＵ１００は、トナーレベルセンサ１０がトナー無しを検知した場合に、トナーボトル３の回転を開始する（ステップＳ１１）。そして、このトナーボトル３の回転動作中に、ＩＤパターン検知センサ３０は、トナーボトル３の固有番号を読み取ってＣＰＵ１００に送信する。すると、ＣＰＵ１００は、読み取ったバーコードの検知結果と、予めＲＡＭ１０２に格納されたバーパターン文字列変換データとを比較して、バーコードをトナーボトル３の固有ＩＤ番号に変換する（ステップＳ１２）。

次に、ＣＰＵ１００は、トナーボトル３の固有ＩＤ番号の読み取りが完了したかを判断する。そして、ＣＰＵ１００は、固有ＩＤ番号の読み取りが完了したと判断した場合（ステップＳ１３でＹＥＳ）に、ステップＳ１４へ進む。そして、ＣＰＵ１００は、トナー有りの状態まで待機し（ステップＳ１４でＮＯ）、トナー有りが検知されたと判断したときにステップＳ１５へ進む（ステップＳ１４でＹＥＳ）。次に、ＣＰＵ１００は、ボトル駆動モータ９を停止させ、トナーボトル３の回転を停止させてステップＳ１６に進む（ステップＳ１５）。

また、前述のステップ１３で、ＩＤの読み取りがバーコードの欠損等で完了していないと判断された場合（ステップＳ１３でＮＯ）には、ステップＳ１９に進む。

次に、ステップ１６において、ＣＰＵ１００は、ステップ１２で得られたＩＤ番号が不揮発性メモリ１０３内に記憶しているＩＤ番号と重複しているかどうかを判断する。ＣＰＵ１００は、重複していると判断した場合（ステップＳ１６でＹＥＳ）にステップ１７へ進み、重複していないと判断した場合（ステップＳ１６でＮＯ）にはステップ１８へ進む。

ステップ１７においてＣＰＵ１００は、不揮発性メモリ１０３に保存されているＩＤ番号中のステップ１２で読み取ったＩＤ番号と重複するＩＤ番号のデータを特定する。そして、ＣＰＵ１００は、この重複するＩＤ番号のデータに対して、ＩＤ番号の装着履歴（ボトルの取り出し／装着の回数、日時）のみを上書き保存し、本トナーボトルの交換確認処理を終了する。

また、ステップ１８においてＣＰＵ１００は、ステップ１２で読み取ったＩＤ番号と、このＩＤ番号に関連付けされた本体情報を、不揮発性メモリ１０３に記憶保存して、本トナーボトルの交換確認処理を終了する。なお、この本体情報には、トナーの色情報、新規読み込み日時、装着履歴、枚数カウンタ、機種／機番及び仕向け情報が含まれる。

さらに、ステップ１９においてＣＰＵ１００は、ＩＤ番号が読み取れないとのエラー履歴を、装着履歴（ボトルの取り出し／装着の回数、日時）と共に不揮発性メモリ１０３に記憶して、本処理を終了する。

＜トナーボトルのバーコード読取時補給量とホッパ部の蓄積量の関係について＞
次に、トナーボトル３のバーコードラベル３１の読取動作の際に、ホッパ部１のトナー蓄積部からトナーが溢れ出さないようにするための構成について説明する。まず、図６に示すバーコードラベル３１の構成において、バーコードラベル３１の読み取りの際にトナーボトル３から排出されるトナー量と、ホッパ部１のトナー蓄積容量の関係について図７及び図８を参照して説明する。

図８に示すように、ホッパ部１では、トナーレベルセンサ１０がトナー無し状態を検知するトナー無検知レベルから、ホッパ部１が受入れ可能な最大トナー量レベルまでの容積を最大蓄積量となる受入可能トナー量Ｖｓとする。

図７は、トナーが満タンのトナーボトル３を装着し、トナーボトルの１次元バーコードラベル３１の読み取り動作を繰り返したときの、各読み取り動作時にホッパ部１に補給されるトナー量の計測結果の推移を示すグラフである。すなわち、この各読み取り動作時にホッパ部１に補給されるトナー量は、トナーボトル３をバーコードラベル３１のホームポジションから読取り動作を完了するまで回転させた時のトナー補給量となる。この図７の結果から、最大トナー補給量Ｖｈｍａｘを求める。

要するに、本実施の形態に係るトナーボトルのバーコード読取機能を備えた画像形成装置は、トナー搬送装置として構成されたホッパ部１の小型化を図るものである。このため、ホッパ部１では、トナー容器部分に配置したトナーレベルセンサ１０がトナー無し状態を検知するトナー無検知レベルの位置から、トナーが充填される容器の部分の小型化を図るものである。

このトナーボトルのバーコード読取機能を備えた画像形成装置では、バーコードの読取動作と同時にトナーの補給動作を実行することが前提である。このため、ホッパ部１には、バーコードの読取動作に伴ってホッパ部１に供給されるトナー量以上のキャパシティが要求される。具体的には、ホッパ部１のトナー無検知レベルの位置より上のトナーが充填される容器部分の容積が、バーコードの読取時に供給されるトナー量の最大値以上であることが要求される。このため、Ｖｈｍａｘ≦Ｖｓの条件を満足することが必要となる。

なお設計上、Ｖｈｍａｘ≒Ｖｓの条件を満たす場合には、ホッパ部１のトナー無検知レベルの位置より上のトナーが充填される容器の部分の容積が最少となり、最も小型化を図ることができる。

これと共に、ホッパ部１のトナー無検知レベルの位置より上のトナーが充填される容器部分の容積をバーコードの読取時に供給されるトナー量の最大値に設定した場合には、次の条件を満足する必要がある。すなわち、Ｖｈｍａｘのトナー量以上のトナーが供給されることが無いようにトナー供給動作を制御する必要がある。このためには、トナーボトル３が、読み取り開始位置からトナーボトルＩＤ読取完了位置までの回転角度を超えて回転することが無いように制御することが必要である。

そこで、トナーボトルＩＤ読取の動作を行う場合には、必ずトナーボトルＩＤ読取の読み取り開始位置からトナーボトル３の回転動作を開始させるようＣＰＵ１００が制御する。具体的には、トナーボトル３を取り換えた後、トナーの補給動作を実行していくなかで、バーコードラベル３１のホームポジションＬｈｐを検出した直後に、トナーの補給量の如何に拘わらず、トナーボトル３の回転動作を停止させる。

そして、次に、画像形成装置が画像形成動作を行うことによって、ホッパ部１の容器部分内に充填されていたトナーがトナー無検知レベルまで消費されると、トナーレベルセンサ１０がトナー無し状態を検知する。すると、画像形成装置のＣＰＵ１００は、トナーレベルセンサ１０がトナー無し状態を検知したときに、トナーの補給動作と同時に、トナーボトルＩＤの読取動作を実行する。

このときのトナーの補給動作兼用のトナーボトルＩＤの読取動作では、ＣＰＵ１００がトナーボトル３の回転を開始する。この際に、トナーボトル３は、ＩＤパターン検知センサ３０が、トナーボトル３の外周面に貼り付けられたバーコードラベル３１の基準マークであるホームポジションＬｈｐの検出位置から回転を開始する。

次に、ＣＰＵ１００は、ＩＤパターン検知センサ３０でトナーボトル３の外周面に貼り付けられたバーコードラベル３１のデータの読取完了位置で、トナーボトル３の回転動作を停止させるよう制御する。

このトナーボトル３の回転が停止されたとき、ホッパ部１のトナー充填容器部分の容積がＶｈｍａｘ≒Ｖｓの条件で構成された場合には、ホッパ部１のトナー充填容器部分にトナーが満杯の状態となる。

このようにホッパ部１のトナー充填容器部分の容積をＶｈｍａｘ≦Ｖｓの条件で構成した場合には、トナーの補給動作兼用のトナーボトルＩＤの読取動作の終了タイミングをトナー充填容器部分にトナーが満杯時に設定可能である。すなわち、このＶｈｍａｘ≦Ｖｓの条件の場合には、ＩＤパターン検知センサ３０が、トナーボトル３の外周面に貼り付けられたバーコードラベル３１の基準マークであるホームポジションＬｈｐの検出位置から回転を開始する。そして、この場合に、ＣＰＵ１００は、トナーボトル３をトナー充填容器部分にトナーが満杯となる回転角度まで回転させてから停止することになる。

次に、本実施の形態の画像形成装置において、ホッパ部１のトナー充填容器部分の容積Ｖｓの最大値の条件について説明する。

本実施の形態の画像形成装置では、ホッパ部１のトナー充填容器部分の容積Ｖｓの構成と、トナーの補給動作兼用のトナーボトルＩＤの読取動作の制御の構成とによって、トナー充填容器部分の小型化を図るものである。

このため、本実施の形態では、トナー充填容器部分の容積Ｖｓが、トナーボトルを１回転とバーコードラベル３１の長さ分だけ回転したときの最大トナー補給量Ｖｒｍａｘ未満であるときに、効果を発揮できる。すなわち、本実施の形態では、Ｖｓ＜Ｖｒｍａｘのときに、効果を発揮することになる。

ここで、Ｖｒｍａｘは、トナーボトル３が１回転するのに加え、バーコードラベル３１の読取開始位置から読取完了位置まで回転したときに、ホッパ部１に対して供給される最大トナー量である。

なお、ホッパ部１のトナー充填容器部分の容積Ｖｓを、トナーボトル３が１回転とバーコードラベル３１の長さ分以上回転してもトナーがこぼれない構成の場合には、従来と同様の構成となる。この場合には、トナーボトル３をどの位置から回転させても、トナーボトルＩＤの読取動作を完了できる。しかも、この場合には、トナーの補給動作によって、ホッパ部１のトナー充填容器部分からトナーが溢れないように構成できる。この場合には、ＣＰＵ１００が、ＩＤパターン検知センサ３０でトナーボトル３の外周面に貼り付けられたバーコードラベル３１のデータの読取完了位置で、トナーボトル３の回転動作を停止させる制御が不要になる。このため、画像形成装置は、従来と同様の構成で足りる。

ここで、ホッパ部１のトナー充填容器部分の容積Ｖｓを、トナーボトル３が１回転とバーコードラベル３１の長さ分以上回転してもトナーがこぼれない構成とするための条件は、以下のようにして求めることができる。前述した図７で説明した、ホッパ部１のトナー充填容器部分の容積Ｖｓの最小値を求めた場合と同様に、実験して求めることができる。

図示しないが、具体的なトナーボトルを１回転とバーコードラベル３１の長さ分だけ回転したときの最大トナー補給量Ｖｒｍａｘを求める場合には、トナーが満タンのトナーボトル３を装着する。そして、トナーボトル３を１回転とバーコードラベル３１（固有パターン）の長さ分だけ回転させる動作を繰り返し、各回転動作時のトナー補給量を計測して、前述した図７と同様の測定結果を得る。この結果を勘案して、最大トナー補給量Ｖｒｍａｘを求めることができる。

前述のように、本実施の形態に係る画像形成装置では、下記式の条件を満たすように構成することになる。
Ｖｈｍａｘ≦Ｖｓ＜Ｖｒｍａｘ
上述のように構成した本実施の形態に係る画像形成装置では、トナー補給装置に装着されたトナーボトル３がトナー供給動作を行う際に、トナーボトル３の固有ＩＤ番号を、素早く正確に検出することができる。さらに、この固有ＩＤ番号を検出する際に、トナーボトル３からの過補給によりホッパ部１からトナー溢れを起さないようにできる。また、トナーボトル３を途中で取り出した場合（トナーボトル３の内部にトナーが残った状態でトナーボトルを取り出す場合）でも、ホッパ部１からトナー溢れを起さないようにできる。

また本実施の形態では、ボトルの固有パターンにバーコードラベル上のバーコードを適用したものについて説明したが、レーザー刻印機によってトナーボトルに直接刻印されたバーパターンを適用することも可能である。

また、本実施の形態に係る画像形成装置では、この画像形成装置で利用可能な全てのトナーボトル３に貼着されるボトルの固有パターンであるバーコードラベルの内、最も長いものを基準に設定する。そして、この最も長いバーコードラベルの長さを基準にして、前述した最長時のＶｈｍａｘを決定するように構成しても良い。なお、このＶｈｍａｘを決定する場合には、トナー供給量の誤差、容器の製造誤差等を勘案して構成することは、勿論である。

１ ホッパ部
３ トナーボトル
１０ トナーレベルセンサ
３０ ＩＤパターン検知センサ
３１ バーコードラベル
１００ ＣＰＵ

Claims (5)

1. トナーを収容したトナーボトルを回転させてトナーの供給を行う駆動手段と、
   前記トナーボトルが回転する際に、前記トナーボトルの外周に配置された固有情報を読み取る読取手段と、
   前記トナーボトルから供給されたトナーが蓄積される蓄積手段と、
   前記蓄積手段に蓄積されたトナーが所定量以下になったことを検知する検知手段と、
   前記検知手段により前記蓄積手段に蓄積されたトナーが前記所定量以下になったことが検知されたことに応じて、前記駆動手段を駆動して前記トナーボトルを回転させながら前記固有情報を前記読取手段に読み取らせる制御手段と、を有し、
   前記蓄積手段は、下記式の条件を満たすように構成されることを特徴とするトナー補給装置。
   Ｖｈｍａｘ≦Ｖｓ＜Ｖｒｍａｘ
   （Ｖｓは、前記蓄積手段に蓄積されたトナーが前記所定量以下になったことを前記検知手段により検知されるレベルから、前記蓄積手段にトナー漏れを起こさずに受入可能なトナーの最大量である。
   Ｖｈｍａｘは、前記読取手段による前記固有情報の読み取り開始位置から読取完了位置まで前記トナーボトルが回転したときに、前記蓄積手段に供給される最大トナー量である。
   Ｖｒｍａｘは、前記トナーボトルが１回転するのに加え、前記固有情報の読み取り開始位置から読取完了位置まで回転したときに、前記蓄積手段に供給される最大トナー量である。）
2. 前記固有情報は、前記トナーボトルの固有パターンと、前記トナーボトルの周方向の基準位置を示すパターンである基準マークとを有することを特徴とする請求項１に記載のトナー補給装置。
3. 前記固有パターン、及び前記基準マークは１次元バーコードであり、
   前記読取手段は、前記１次元バーコードに光を照射する発光素子と、前記１次元バーコードからの反射光を受光する受光素子とを有することを特徴とする請求項２に記載のトナー補給装置。
4. 前記蓄積手段が、下記式の条件を満たすように構成されていること特徴とする請求項１に記載のトナー補給装置。
   Ｖｈｍａｘ≒Ｖｓ
5. 請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載のトナー補給装置を装着したことを特徴とする画像形成装置。

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